低温多效蒸馏海水淡化设备大型化的技术研究
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低温多效蒸馏法低温多效蒸馏法近年来,低温多效蒸馏法(Low-Temperature Multi-Effect Distillation,简称LT-MED)作为一种高效、环保、节能的膜分离技术,逐渐被广泛应用于海水淡化、制备超纯水、处理工业废水等领域。
本文将从原理、操作及特点三个方面介绍LT-MED技术。
一、原理LT-MED技术是基于多效蒸馏过程,通过在膜前或膜后加废热来提高制水效率,降低运行成本。
LT-MED技术在蒸馏过程中,利用多级蒸馏器实现了能量的循环利用,从而节约能源,减少运行成本。
二、操作LT-MED技术通常采用中温低压自然循环(Medium Temperature Low Pressure Natural Circulation,简称MT-LNPC)作为蒸发器的加热方式,将多效蒸馏器中的每一级都与下一级通过大面积双层悬挂膜连接,形成一条长长的“膜管”,从而使膜的使用寿命更长。
而且,在LT-MED技术中还通常采用高渗泵(High-Pressure Pump,简称HPP)来提高膜的通量,达到更高的制水效率。
三、特点1.高效环保LT-MED技术是一种高效、环保的海水淡化技术,不仅可以有效地去除水中的盐分和杂质,而且在制水过程中不需要任何化学添加剂,具有很高的环保性。
2.节能降低成本LT-MED技术在蒸发器中采用自然循环加热方式,充分利用废热,从而实现高效制水,降低运行成本。
3.灵活性强LT-MED技术的设计结构灵活,可根据实际需求进行不同级数的设计,从而满足不同的制水需求。
4.膜寿命长在LT-MED技术中,膜管采用双层悬挂膜连接,使膜管的使用寿命更长,提高了生产效率和经济效益。
综上所述,低温多效蒸馏法作为一种高效、环保、节能的膜分离技术,被广泛应用于海水淡化、工业废水处理等领域。
随着科技的进步和应用的不断深入,相信LT-MED技术会在未来的水处理领域中发挥更大的作用。
TVC在低温多效海水淡化装置的应用分析一、热力压缩机(TVC)概述热力压缩机(Thermal Vapor Comp ression,简称TVC)是喷射器的一种。
喷射器按照其工作流体的不同,可分为气体喷射器、气液喷射器、液气喷射器、液体喷射器(又称喷射泵)等,可实现流体混合、换热、增压等功能,是一种应用非常广泛的流体机械。
TVC 是一种蒸汽喷射器,它是以高压蒸汽为动力,将低压蒸气压缩至较高的压力,实现低压蒸汽增压再利用(在海水淡化中,主要是为了减少冷端损失)的设备。
图1为气体喷射器的轴向剖面示意图,图2为喷射器的工作原理及主要参数变化示意图。
在TVC的喷嘴中,蒸汽在绝热膨胀中压力快速降低,在喷嘴喉口处速度达到音速,蒸汽在喉口处一般处于湿蒸汽状态,部分蒸汽凝结为水滴;随着蒸汽的进一步膨胀,蒸汽湿度继续增加。
在吸入室内,工作蒸汽压力即喷嘴出口压力应低于二次蒸汽压力,将二次蒸汽吸入TVC内,蒸汽压力会出现较大的波动,蒸汽中重复着凝结、蒸发过程。
蒸汽进入混合室时, TVC中心的蒸汽处于超音速状态,而外部以二次流体为主的部分处于较低的流速,两者在混合室内在粘性作用下产生动量与能量交换,二次蒸汽被压缩,一次蒸汽流速降低,蒸汽中的凝结水滴逐渐汽化。
一般情况下,混合室内的压力会略有升高,若TVC排出压力很低,也可能出现压力的降低。
TVC的尾部扩管为扩压室,蒸汽在扩压室内速度降低,压力回升至高于二次汽的压力,完成蒸汽压缩功能。
二、由MED到MED - TVC的发展过程LT-MED海水淡化装置,起初其优势是,为了防止海水接触的换热面结垢,利用低温低压(70℃左右,负压)的蒸汽作为其热源,如图3 所示,加热蒸汽直接进入第一效的进汽侧,以加热管外测的物料水,在负压条件下,海水汽化产生二次蒸汽进入下一效作为热源,同时自身被冷凝。
最后一效产生的二次蒸汽进入凝汽器内完全冷却下来。
在这种模式下,造水比小于总效数。
如果只通过增加效数获得较大的造水比,这样也使得装置的体积庞大,投资增加,制水成本提高。
低温多效蒸馏海水淡化国产阻垢剂的工业试验研究聂鑫1,孙小军2(1.神华河北国华沧东发电有限责任公司,河北沧州061113;2.河北省电力研究院,河北石家庄050021)摘要:阻垢剂的性能直接关系到低温多效蒸馏海水淡化装置的安全和经济运行,为检验国产阻垢剂的性能是否满足低温多效蒸馏海水淡化工艺要求,在现场海水淡化装置上进行了工业试验。
试验结果表明,国产阻垢剂具有良好的阻垢性能和缓蚀性能,能够满足大型低温多效蒸馏海水淡化装置的运行要求。
关键词:低温多效蒸馏海水淡化;国产阻垢剂;阻垢性能;缓蚀性能中图分类号:TM621.8文献标识码:A文章编号:1003-9171(2012)01-0012-04Industrial Experiment of Domestic Inhibitor for Low TemperatureMulti-effect Seawater DesalinationNie Xin1,Sun Xiao-jun2(1.Shenhua Guohua Cangdong Power Generation Co.Ltd.,Cangzhou061113,China;2.Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang050021,China)Abstract:Inhibitor performance is directly related to safe and economical operation of low temperature multi-effect seawater desalination equipment.To assess whether the domestic inhibitor meets the technical requirement of low temperature multi-effect seawater desalination equipment,an industrial experiment was conducted on desalination e-quipment on site.The test results showed that the domestic inhibitor has excellent scale and corrosion inhibition per-formance satisfying the requirement of large scale low temperature multi-effect seawater desalination equipment.Key words:low temperature multi-effect seawater desalination;domestic scale inhibitor;scale inhibition perform-ance;corrosion inhibition performance0引言神华河北国华沧东发电有限责任公司(又称黄骅电厂)位于河北省沧州市黄骅港,地处我国淡水资源严重匮乏的环渤海地区,黄骅电厂利用600MW等级抽凝式汽轮机抽汽作为汽源,采用低温多效蒸馏海水淡化技术制造淡水,最大程度降低火电厂的冷源损失,实现了“水电联产”。
科技成果——低温多效蒸发海水淡化系统优化及设计技术成果简介2006年起,国华电力公司提出了万吨级MED海水淡化装置国产化的课题,大连理工大学MED海水淡化技术研发课题组受北京国华电力工程技术有限责任公司委托,完成了“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”,基于该项技术成果建设成功的1.25万m3/d 低温多效蒸发海水淡化装置在国华河北沧东电厂投入日常运行,主要技术经济指标高于该厂引进的SIDEM公司装置,标志着我国已经初步掌握MED海水淡化装置设计制造技术。
工程化装置规模为100m3/d-30000m3/d,产水水质TDS≤5mg/L;吨水耗电<1.5kWh;造水比≥10。
典型案例工程名称:12500m3/d低温多效电水联产海水淡化工程项目概况:2006年,中国神华集团国华电力公司决定开展万吨级MED海水淡化装置国产化研发工作,大连理工大学MED海水淡化技术研发课题组受北京国华电力工程技术有限责任公司委托,完成了“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”,基于该研究成果的国内首台万吨级MED海水淡化装置于2008年12月在河北沧州黄骅电厂建成出水,节能技术指标和经济性指标超过进口设备20%以上,该项成果获得“2010年度国家能源科学技术进步一等奖”。
工艺装备:本项目采用低温多效海水淡化技术,平行进料流程,通过TVC装置配置进口蒸汽参数,提高蒸汽利用效率。
系统采用4+2效蒸发器,TVC装置设计在第四效之后。
装置采用正三角形布管,根据黄骅电厂的蒸汽参数和海水条件选用最优喷淋密度,相比较引进的SIDEM公司的海水淡化设备,其更适用于我国的地理环境和海文参数。
黄骅电厂1.25万吨/天国产海水淡化装置流程河北黄骅电厂1.25万m3/dMED海水淡化装置解决的关键技术问题:(1)优化设计系统流程,根据实际情况设计蒸发器总效数、TVC 摆放位置等,确保了系统热能的高效利用,降低蒸发器面积,降低成本。
(2)优化设计进料方式,根据实际情况设计最适进料方式,如平行顺流、平行逆流、分段顺流、分段逆流等。
海水淡化发展利用状况分析与启示[摘要]我国淡水资源日益短缺是多年来的一个重要课题。
自20世纪初以来,海水淡化技术发展迅速。
深度海水淡化作为一种新的技术产品,越来越受到世界各国的重视。
[关键词]资源;海水淡化;可持续发展;技术资源枯竭与环境发展问题将成为21世纪中叶以来人们关注的重要问题之一。
其中,水资源是人类最需要的主要资源之一,不能完全替代人类。
1我国海水淡化技术发展现状1.1传统海水淡化技术1.1.1低温多效蒸馏工艺多效蒸馏装置同时使用多个冷凝器装置,以进一步节省系统热量。
20世纪60年代末,低温多功能冷凝蒸馏技术(LT-MED)问世,有效解决了传统多功能冷凝系统技术引起的蒸发器结垢腐蚀和腐蚀失效两大主要问题,多效热蒸馏技术(LT-MED)技术系统具有以下独特的结构优势:系统操作灵活性较高,废水水质效果好,规模污染减少较大。
然而,其低温余热耗散不是很稳定,效率低,这使得其运行成本仍然很高。
因此,LT-MED技术更适合一些大型基础设施项目。
与部分电厂、市政管线连接,提高综合运行效率。
1.1.2多级闪蒸工艺多级闪蒸系统也可由多个蒸汽罐串联布置。
可降低串联汽罐内部蒸汽压力,实现多级闪蒸。
它的成功问世进一步解决了传统多级闪存技术的可扩展性问题。
MSF技术应用的一些主要工艺特点是:首先,设备操作员的灵活性要求较低,难以适应生产用水条件随时间的复杂变化,工艺设计和工程的初始数量相当大,生产水的质量非常高,而这是由于大量海水的连续循环消耗了大量的水能,因此,有必要建立一个多级连续闪蒸循环海水淡化设备的工艺系统,为工业企业快速提供优质的海水淡化水。
1.2新型海水淡化技术发展1.2.1集成海水淡化技术膜蒸馏水技术是一种新型的综合海水淡化技术。
其工艺原理主要是在海水膜两侧产生的蒸汽室低压差下,通过加热和疏水膜蒸发海水膜得到的饱和水蒸气直接蒸发得到的最终稀释水。
这种处理方法充分结合了传热法的特点和膜法原理的许多优点。
浅析低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用海水淡化又称海水脱盐,是从海水中获取淡水的一种技术和过程,由于其自身的优势性,使得其在世界范围内受到广泛的关注和好评。
本文介绍了低温多效蒸馏海水淡化技术在具体企业及发电厂中的应用情况,从而分析了该海水淡化技术的具体特点及相关的优势,进一步论述了海水淡化系统的运行及控制方式。
标签:海水淡化技术;低温多效蒸馏;性能参数一、当前的应用状况海水淡化技术采用低温多效蒸馏工艺,解决了钢铁企业的煤气、蒸汽动态平衡及零排放,形成钢铁企业内特有的水-汽-水循环,为钢铁企业余能余热的高效回收利用开拓了一条有效途径,也起到节能环保的双重作用。
如今,由于该技术的自身优势,在世界范围内得到了能源企业广范围的应用,得到了很大程度的欢迎。
二、与反渗透对比的技术经济应用优势相对于反渗透来说,低温多效蒸馏技术具有能耗高、预处理要求低和设备维护量小等工艺特点。
进料海水的悬浮物含量是该技术主要考虑的指标。
根据中国海洋行业标准《蒸馏法海水淡化工程设计规范》(HY/T 115-2008)规定,进入热法海水淡化装置的海水悬浮物含量要求小于50mg/L。
在海水淡化方面,目前我国已掌握反渗透和低温多效海水淡化技术,相关技术达到或接近国际先进水平。
低温多效蒸馏技术产水成本为5~8元/吨,在为人们提供了淡水的同时大大的节约了成本,这使得海水利用产业进一步得到推进,促进了我国经济的发展。
根据调查,全国海水淡化工程产水的终端用户主要分为两类:一类是工业用水,一类是生活用水。
在海水化学资源利用方面,除海水制盐外,我国海水提钾、提镁、提溴等也发展较快,产品主要包括溴素、氯化钾、氯化镁、硫酸镁。
其中,在浓海水综合利用及产品高值化产业化技术研究方面取得较大进展,完成了浓海水制盐滩田设施自动化、浓海水提溴自动化控制产业化技术改造,助推企业的转型升级,药用无机盐系列实现规模化生产并投入市场。
三、多效蒸馏具体的运行参数与控制要求就具体设备装置来说,海水淡化装置在水源上使用两种。